寻找独一无二的糖葫芦串 | 豆包MarsCode AI刷题

摘要：

本篇文章是对MarsCode AI 刷题中的202题：独一无二的糖葫芦串的题解。

问题描述：

小C有n串长度为m的糖葫芦，每串糖葫芦可以用一个字符串表示。每个糖葫芦的甜度是所有字符甜度的总和，其中每个字符的甜度为该字符与 'a' 的差值。例如，字符 'a' 的甜度为 0，字符 'b' 的甜度为 1，依次类推，字符 'z' 的甜度为 25。

你需要帮助小C找到甜度最大的独一无二的糖葫芦。糖葫芦独一无二当且仅当它与其他n−1根糖葫芦都不同，且翻转后的字符串也不能与其他糖葫芦相同。例如，糖葫芦 "abc" 与 "cba" 视为相同的糖葫芦。

如果没有独一无二的糖葫芦，则返回0。

示例分析：

示例分析：

• 样例1：

  • 输入：n = 3, m = 3, strings = ["ccz", "cba", "zcc"]

  • 分析：

    • 计算甜度：

      • "ccz"：2 + 2 + 25 = 29
      • "cba"：2 + 1 + 0 = 3
      • "zcc"：25 + 2 + 2 = 29

    • 判断独一无二：

      • "cba"与其反转"abc"不在其他糖葫芦中，且唯一。

    • 最大甜度为3。

• 样例2：

  • 输入：n = 2, m = 3, strings = ["abc", "cba"]

  • 分析：

    • "abc"与"cba"互为反转，均不独一无二。
    • 返回0。

• 样例3：

  • 输入：n = 5, m = 2, strings = ["aa", "bb", "ab", "ba", "cc"]

  • 分析：

    • "aa"的反转也是"aa"，且唯一。
    • "bb"的反转也是"bb"，且唯一。
    • "ab"与"ba"互为反转，均不独一无二。
    • "cc"的反转也是"cc"，且唯一。
    • 甜度分别为0、1、1、1、2。
    • 最大甜度为2。

题目的背景知识及使用的方法

通过上面的分析，我们可以得出题目的背景知识，具体如下：

背景知识：

• 字符串处理： 理解如何遍历字符串，计算字符的差值，以及字符串的反转。
• 哈希表（HashMap）： 用于统计字符串及其反转的出现次数，以判断其唯一性。
• 贪心策略： 在满足条件的情况下，选择具有最大甜度的糖葫芦。

代码执行流程：

1. 甜度计算：

   • 遍历每个字符串，计算其甜度，即每个字符与'a'的差值之和。

2. 统计字符串及其反转的出现次数：

   • 使用HashMap记录每个字符串的出现次数。
   • 对于每个字符串，计算其反转字符串，并通过哈希表快速查询其是否存在。

3. 判断独一无二：

   • 如果字符串是回文（即自身与反转相同），且只出现一次，则为独一无二。
   • 如果字符串不是回文，且自身只出现一次，且反转字符串未出现，则为独一无二。

4. 寻找最大甜度：

   • 在所有满足独一无二条件的糖葫芦中，选择甜度最大的那个。
   • 如果不存在独一无二的糖葫芦，返回0。

代码

import java.util.*;

public class Main {
    /**
     * 计算字符串的甜度。
     *
     * @param s 输入字符串
     * @return 甜度值
     */
    public static int computeSweetness(String s) {
        int sum = 0;
        for (char c : s.toCharArray()) {
            sum += (c - 'a');
        }
        return sum;
    }

    /**
     * 寻找甜度最大的独一无二的糖葫芦。
     *
     * @param n       糖葫芦的数量
     * @param m       每串糖葫芦的长度
     * @param strings 糖葫芦的字符串表示
     * @return 最大甜度值，如果没有独一无二的糖葫芦，则返回0
     */
    public static int solution(int n, int m, String[] strings) {
        // 使用HashMap统计每个字符串的出现次数
        HashMap<String, Integer> freqMap = new HashMap<>();
        for (String s : strings) {
            freqMap.put(s, freqMap.getOrDefault(s, 0) + 1);
        }

        int maxSweetness = 0;

        // 遍历所有唯一的字符串（keySet）
        for (String s : freqMap.keySet()) {
            String s_rev = new StringBuilder(s).reverse().toString();

            if (s.equals(s_rev)) {
                // 如果字符串是回文，且只出现一次，则为独一无二
                if (freqMap.get(s) == 1) {
                    int sweetness = computeSweetness(s);
                    if (sweetness > maxSweetness) {
                        maxSweetness = sweetness;
                    }
                }
            } else {
                // 如果字符串不是回文，且自己出现一次，且反转字符串未出现过，则为独一无二
                if (freqMap.get(s) == 1 && freqMap.getOrDefault(s_rev, 0) == 0) {
                    int sweetness = computeSweetness(s);
                    if (sweetness > maxSweetness) {
                        maxSweetness = sweetness;
                    }
                }
            }
        }

        return maxSweetness;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 样例测试
        System.out.println(solution(3, 3, new String[]{"ccz", "cba", "zcc"}) == 3);
        System.out.println(solution(2, 3, new String[]{"abc", "cba"}) == 0);
        System.out.println(solution(5, 2, new String[]{"aa", "bb", "ab", "ba", "cc"}) == 4);
    }
}

总结

关键点回顾

1. 字符串处理技巧：

   • 甜度计算： 理解如何通过字符差值计算字符串的甜度，是解决问题的基础。
   • 字符串反转与回文判断： 需要掌握如何反转字符串以及判断字符串是否为回文，这在判断独一无二性时尤为重要。

2. 哈希表的应用：

   • 频率统计： 使用HashMap统计字符串出现的次数，可以高效地判断字符串的唯一性及其反转字符串的存在性。
   • 快速查找： 哈希表提供了O(1)的查找时间复杂度，极大地提升了算法的效率。

3. 贪心策略的应用：

   • 最大化甜度： 在满足独一无二条件的糖葫芦中，选择甜度最大的一个，这是贪心策略的典型应用。

提升指南

1. 加强字符串处理能力：

   • 练习不同类型的字符串操作题目： 如字符串反转、子串查找、回文判断等。
   • 掌握Java中StringBuilder的使用： 熟悉其反转方法和高效的字符串操作技巧。

2. 深入理解哈希表的应用：

   • 学习HashMap的各种方法： 如getOrDefault、put、containsKey等，理解其内部实现机制。
   • 对于HashMap，还可以使用merge方法，对可能出现的getOrDefault和put进行优化，降低代码复杂度。

(使用AI生成的优化算法设计)

3. 优化算法设计：

   • 时间和空间复杂度分析： 学会分析和优化算法的时间复杂度和空间复杂度，确保在大规模数据下仍能高效运行。
   • 思考是否有更优解法： 例如，本题是否可以通过其他数据结构（如双向映射）来进一步优化。

AI给出的学习建议

学习建议：

1. 多练习字符串处理题目：

   • 加深理解： 通过大量练习，熟悉各种字符串操作技巧，如反转、子串查找、回文判断等。
   • 掌握高效算法： 学习并掌握高效的字符串处理算法，提升代码执行效率。

2. 理解并应用哈希表：

   • 频率统计： 练习使用哈希表进行频率统计，解决类似找出唯一元素、重复元素等问题。
   • 优化查找： 学会利用哈希表的快速查找特性，优化算法的时间复杂度。

3. 掌握贪心策略：

   • 最大化目标： 练习贪心算法题目，理解如何在满足条件的前提下，选择最优解。
   • 应用场景： 学会识别何时适用贪心策略，提升解题的灵活性和效率。

4. 分析算法复杂度：

   • 时间复杂度： 学会分析代码的时间复杂度，确保算法在大数据量下仍能高效运行。
   • 空间复杂度： 关注算法的空间使用，优化内存占用，提升程序的整体性能。

通过MarsCode AI刷题，我不仅能够系统地练习和巩固编程知识，还能通过智能解析和即时反馈，持续优化自己的解题思路和代码实现。结合系统的学习计划和多样化的复习策略，我能够高效地提升编程能力，逐步掌握复杂算法和数据结构，为未来的编程挑战打下坚实的基础。MarsCode AI 成为我学习编程过程中不可或缺的助手，助力我在编程之路上不断前行。